دليل كابلات التعدين والأنفاق
استخدم دليل اختيار كابلات التعدين هذا لتحديد متطلبات تشغيل الآلة، ونمط الحركة، والنظام الكهربائي، ونظام الحماية، وبيئة التشغيل قبل مقارنة أسماء الطرازات. الكابل المناسب هو الكابل المصمم لتحمل جميع متطلبات التشغيل، وليس فقط الكابل الذي يحمل الجهد المناسب في بياناته الفنية.
الآلة والمسار والحركة.
الحمل والجهد والحماية.
النوى والشاشات والتعزيزات.
المعايير والاختبارات والموافقة.
اختيار كابلات التعدين: الإجابة السريعة
اختر كابل التعدين بهذا الترتيب: حدد الآلة والمسار، وصنف كيفية تحرك الكابل، واحسب الحمل الكهربائي، وارسم خريطة دائرة الحماية، وحدد بنية الكابل بالكامل، ووثق المخاطر الميكانيكية والبيئية، وتأكد من المعيار الحاكم، وتحقق من صحة التصميم المقدم مقابل جدول الكابل المكتوب.
الجهد الكهربائي أحد المعايير، وليس طريقة الاختيار. قد يشترك كابلان في نفس فئة الجهد الكهربائي، ومع ذلك يختلفان في مرونة الموصلات، والحماية، والوصلات، والتقوية، والأغلفة الخارجية، وحدود الانحناء، والحركة المقصودة. إن اختيار الكابل بناءً على الجهد الكهربائي وحده يشبه إلى حد ما اختيار حذاء العمل بناءً على المقاس فقط: معلومات تقنية مهمة، لكنها لا توفر معلومات كافية حول الغرض من استخدامه.
| الواجب الواجب | ابدأ المقارنة بـ | بيانات هامة للتأكيد |
|---|---|---|
| محطة أو توزيع شبه ثابت | بناء كابلات التغذية أو كابلات الطاقة المدرعة | طريقة التركيب، الجهد، سعة التيار، حمل العطل، الحماية الميكانيكية ونظام الإنهاء |
| سحب الكابل أو إعادة وضعه باستخدام المعدات المتنقلة | بناء الكابلات المتدلية | مسافة السحب، سطح الطريق، حمل السحب، نقاط الانحناء، التأريض وترتيب المراقبة |
| لف متكرر على أسطوانة تعمل بالطاقة | بناء الكابلات الملفوفة | قطر الأسطوانة، والطبقات، والسرعة، والشد، والتسارع، والالتواء، والانحناء العكسي، وهندسة الأسطول |
| آلة متنقلة متوسطة الجهد | بناء مسحب أو ملفوف بشبكة | الجهد المقنن، مستوى العزل، الحواجز، التأريض، فحص التأريض، تنسيق الحماية والملحقات |
| يُحدد المناقصة نوع الكابل الإقليمي | المعيار والاسم المحددين | الطبعة، واللاحقة، والترتيب الأساسي، والاختبارات، والعلامات، وإثبات الموافقة، وجدول الانحرافات |
| نموذج | ابدأ من هنا عندما | لا تفترض |
|---|---|---|
| NSSHCGEOEU | تستخدم الآلة المتنقلة بنية بكرة توجيه أو لف موثقة وعالية الشد. | أن التهجئة المتشابهة NSSHKCGEOEU أو أي هندسة بكرة مكافئة تلقائيًا. |
| (N)SSHCGEWÖU | يحتاج مسار إضاءة المناجم أو الأنفاق بجهد 0.6/1 كيلو فولت إلى وظيفة المراقبة المحددة. | أن الكابل غير المدرع من نوع V هو نفسه الكابل المدرع من نوع V. |
| (N)SSHCOEU | يتطلب خرج محول التردد بنية كابل مطاطي محمي موثق. | أن كابل التعدين العام يوفر نفس مسار التوافق الكهرومغناطيسي. |
| (N)SSHÖU O/J, 3E or 3E + ST | يتطلب مسار الطاقة المرن عالي التحمل ترتيبًا محددًا للحماية الأرضية وترتيبًا للقلب المتحكم. | أن O/J و 3E و 3E + ST هي لواحق قابلة للتبديل. |
1. حدد الآلة والدائرة والمسار
ابدأ بالمعدات لأن الكابل يُعتبر جزءًا منها. سجّل ما إذا كانت الدائرة تُغذي جرافة، أو مثقابًا، أو قاطعًا، أو مجرفة، أو حفارة، أو مضخة، أو ناقلًا، أو آلة حفر أنفاق، أو محطة فرعية متنقلة، أو أي حمولة أخرى. ثم حدد نقطة التغذية، ومسار الكابل، ومسافة النقل، وطول الكابل، وكل دليل، وبكرة، ومحور، ونقطة تقاطع، ونقطة دخول.
غالباً ما يكشف المسار عن المتطلبات التي يخفيها اسم المنتج. فالكابل الذي يتحرك 5 أمتار أثناء الصيانة له وظيفة مختلفة عن الكابل الذي يتبع الجرافة طوال كل وردية. وينطبق الأمر نفسه على سلك مضخة مثبت عمودياً، وكابل حفارة يعبر الصخور المتكسرة، وكابل لفّ يمر عبر منحنى على شكل حرف S.
- معدات: نوع الآلة، والقدرة المقدرة، ونوع المحرك أو نظام الدفع، وطريقة بدء التشغيل، ودورة التشغيل.
- طريق: نقطة الإمداد، والسفر، والمقاطع الرأسية، والمعابر، والأدلة، والتعرض للمركبات، وإمكانية الوصول للتفتيش.
- التثبيت الحالي: تفاصيل علامات الكابل، والطول، والوصلات، والموصلات، والغدد، والبكرة، وتخفيف الإجهاد.
- دليل الخدمة: صور فوتوغرافية للمسار الكامل، والبكرة، ونقاط الدخول، وأي موقع تلف متكرر.
2. تصنيف مهام العمل الثابتة، والمتحركة، واللفافة، والمناولة
يتم نقل الكابلات المتدلية بواسطة معدات متحركة، وقد تلامس الأرض أو تمر عبر نظام مناولة. أما الكابلات الملفوفة، فتُلف بشكل متكرر على بكرة وتُفك منها. بينما يغذي كابل التغذية عادةً معدات التوزيع دون التعرض لنفس الانثناء المستمر. وتعتبر هيئة السلامة في غرب أستراليا (WorkSafe Western Australia) الكابلات المتدلية والملفوفة مهامًا منفصلة، وتربطها بمتطلبات السلامة الخاصة بالمعدات ومتطلبات استمرارية التأريض في الأنظمة المعمول بها.
بالنسبة للبكرة، يرجى تحديد قطر قلب الأسطوانة، وقطر الحافة، والعرض القابل للاستخدام، وعدد الطبقات، وزاوية الدوران، وسرعة الخط، والتسارع، وقوة السحب، وتغييرات الاتجاه، وما إذا كان الكابل يتعرض للالتواء أو الانحناء العكسي. أما بالنسبة لمسار السحب، فيرجى تحديد مسافة السحب، والسطح، والشد، وعدد التقاطعات، وطريقة المناولة. من غير المعروف ما إذا كانت الأسطوانة ستتحرك بعد وصول الكابل، لذا يرجى التأكد من أبعادها الهندسية قبل الطلب.
استخدم المخصص كابلات لفّ التعدين مقابل موجهات الكابلات المتدلية عندما يكون التحرك هو القرار الأول الذي لم يتم حسمه.
3. احسب الجهد والتيار وسعة التيار وانخفاض الجهد
تأكد من جهد تشغيل النظام وقيمة الجهد المقنن للكابل؛ فهما مرتبطان لكنهما غير قابلين للتبديل. احسب تيار الحمل من بيانات المعدات، ثم قيّم حمل بدء التشغيل أو الحمل الدوري، وطول المسار، وانخفاض الجهد المسموح به، والظروف المحيطة، والتجميع، وطريقة التركيب، وافتراضات درجة الحرارة المستخدمة لحساب سعة التيار.
IEC 60228 يُحدد هذا المصدر متطلبات الموصلات ضمن نطاقه، بينما تُضيف معايير كابلات التعدين وبيانات الشركات المصنعة تفاصيل البناء والتطبيق. لا يُغني أي من هذه المصادر عن حسابات المشروع. يجب على فني كهربائي مؤهل التأكد من مساحة الموصل، وتنسيق الحماية، وقدرة تحمل الأعطال، وانخفاض الجهد للدائرة الفعلية.
4. مطابقة الشاشات والتأريض ودوائر فحص التأريض
توفر موصلات التأريض مسار تأريض المعدات. أما موصل فحص التأريض فهو جزء من دائرة مراقبة تُستخدم للتحقق من استمرارية دائرة التأريض في الأنظمة المعنية. ولكل منهما وظيفة مختلفة، ويحتاج المورد إلى الترتيب المطلوب تحديدًا بدلًا من طلب عام لموصل تأريض أساسي.
قد تُضاف إلى منشآت الجهد المتوسط حواجز موصلة، وحواجز عازلة، وحواجز معدنية للتحكم في الإجهاد الكهربائي ودعم مسار تيار العطل في النظام. يجب أن يتوافق تصميم الحاجز مع النهايات، والموصلات، وطريقة التأريض، ونظام الحماية. بالنسبة لآلات التعدين المستمر ذات الجهد العالي في مناجم الفحم تحت الأرض في الولايات المتحدة،, 30 CFR 75.824 يتناول هذا النظام الحماية من قصر الدائرة، والحمل الزائد، وأعطال التأريض، وانخفاض الجهد. ويخضع هذا النظام لنطاق اختصاص محدد، وليس نموذج تصميم عالمي.
5. حدد بنية الكابل كنظام
اقرأ بيانات الكابل من الموصل إلى الخارج. يدعم النحاس ذو الأسلاك الدقيقة الانثناء، لكن تصميم الموصل وحده لا يحدد عمره الافتراضي. فالعزل، والشبكات الواقية، والحشوات، والتقوية، والغلاف الداخلي، والغلاف الخارجي، وبنية النواة، وتوازن التصنيع، كلها عوامل تؤثر على كيفية تعامل الكابل مع الإجهاد الكهربائي، والانحناء، والشد، والالتواء.
| عنصر | سؤال للإجابة عليه | لماذا يتغير اختيار الإجابة |
|---|---|---|
| موصلات الطاقة | ما هي متطلبات المواد، ومساحة الموصل، والتجديل، والانحناء الدوري؟ | يؤثر على سعة التيار، وانخفاض الجهد، والإنهاء، وسلوك الإجهاد المرن |
| العزل | فئة الجهد، ودرجة الحرارة الأساسية، والتعرض للرطوبة، والحمل الديناميكي؟ | تختلف أنظمة EPR وXLPE وغيرها في سياقات بنائها وحركتها؛ فاسم المادة وحده لا يدل على ملاءمتها. |
| الشاشات الكهربائية | ما هو ترتيب التحكم في المجال والتأريض الذي تتطلبه الدائرة؟ | يؤثر على التحكم في الإجهاد الكهربائي، ومسار العطل، وتوافق الملحقات |
| التأريض، أو فحص الطيار أو الفحص الأرضي | ما هو الترتيب الأساسي ودائرة المراقبة المحددة؟ | يؤثر على توافق نظام الحماية ومراقبة استمرارية العمل |
| مواد التقوية والحشو | ما هي متطلبات الشد والالتواء والسحق واستقرار الشكل الموجودة؟ | يساعد في التحكم في حركة الجذع واستطالته وتشوهه |
| الغلاف الخارجي | ما هي أنواع التعرض للتآكل، والقطع، والزيوت، والمواد الكيميائية، والماء، والأشعة فوق البنفسجية، ودرجات الحرارة التي تنطبق؟ | يجب تقييم عائلات الأغلفة المصنوعة من البولي إيثيلين المكلور (CPE) والبولي يوريثين الحراري (TPU) وغيرها في بنية كاملة تم اختبارها |
لإجراء مقارنة أوسع نطاقًا في أمريكا الشمالية، انظر إلى دليل كابل التعدين SHD-GC، النوع G-GC والنوع W. لتخطيط التطبيقات عبر مختلف المجموعات الإقليمية، استخدم مجموعة كابلات التعدين والأنفاق فقط بعد تحديد الواجب.
6. تحويل مخاطر الطريق والأضرار القديمة إلى بيانات مواصفات
صف البيئة بالآليات، لا بالصفات. فمصطلح "الخدمة الشاقة" لا يوضح لمهندس الكابلات ما إذا كان الخطر السائد هو الاحتكاك بالصخور، أو ضغط الجدار الجانبي عند البكرة، أو التعرض للزيت، أو تسرب الماء، أو الانثناء في درجات الحرارة المنخفضة، أو الالتواء على البكرة، أو الحرارة عند نقطة التوصيل.
| الحالة المرصودة | تحقق أولاً | استجابة المواصفات للتقييم |
|---|---|---|
| تمزقات في السترة الخارجية أو احتكاك سريع | سطح المسار، والتقاطعات، والموجهات، وطريقة السحب، والتعرض للمواد الكيميائية | حماية المسار، وتغيير المناولة، ونظام السترات، والتعزيز، وفترة الفحص |
| التسطيح أو السحق | البكرات، والبكرات، ومعابر المركبات، وضغط الجدار الجانبي، وطبقات البكرة | هندسة الكابل، والحماية الميكانيكية، والتحكم في البكرة، وأبعاد الدليل |
| حركة لولبية أو حركة أساسية | الالتواء، زاوية الخيط، محاذاة البكرة، السحب والانحناءات العكسية | تصميم متوازن الالتواء، وهندسة البكرة، وأدوات التحكم في التشغيل |
| انقطاع الموصل بالقرب من نقطة التوصيل | تخفيف الإجهاد، نقطة الانحناء، الاهتزاز، الطول غير المدعوم، وتركيب العروة | تصميم النهايات، والدعم، وبناء الموصل، وحدود الانحناء الدنيا |
| الحرارة أو تغير اللون | الحمل، ومقاومة التوصيل، والحماية، والتجميع، والظروف المحيطة | الحسابات الكهربائية، وفحص نقاط التوصيل، ومراجعة الحماية |
| تسرب متكرر للمياه أو فشل في وصلة التوصيل | تحديد موقع الضرر، وطريقة الإصلاح، والغمر، والإغلاق، والتعامل | التحكم في المسار، وحدود الإصلاح المعتمدة، ونظام الملحقات ومعايير الاستبدال |
سجّل أدنى وأعلى درجة حرارة محيطة، ووجود الماء أو الغمر، والطين، والزيوت، والوقود، والمواد الكيميائية، وأشعة الشمس، ومتطلبات مقاومة اللهب، وإمكانية الوصول للتفتيش. يجب أن تُظهر الصور السياق بالإضافة إلى اللقطة المقربة؛ فصورة جرح في سترة واقية دون الدليل أو التقاطع الذي تسبب فيه لا تُظهر إلا نصف الحقيقة.
7. تأكيد المعيار الحاكم، والاختصاص القضائي، وإثبات الموافقة
تختلف مسميات كابلات التعدين باختلاف المناطق. تُعدّ الأنواع W وG-GC وSHD-GC وMP-GC من التسميات الشائعة في أمريكا الشمالية؛ بينما تستخدم الأسواق الأخرى معايير AS/NZS وSANS وVDE أو تركيبات خاصة بالمشاريع. ولا يعني تشابه مسميات الجهد الكهربائي أن هذه الأنواع متكافئة. يجب مقارنة أي بديل مقترح بندًا بندًا، مع الموافقة على أي اختلافات قبل التصنيع.
ANSI/ICEA S-75-381/NEMA WC 58 يغطي هذا التقرير الكابلات المحمولة وكابلات تغذية الطاقة للمناجم والتطبيقات المماثلة ضمن نطاقه المحدد. يُرجى التأكد من الإصدار المُحدد للمشروع. في الولايات المتحدة، تتوزع متطلبات كابلات نقل الفحم تحت الأرض على مناطق متعددة. 30 CFR الجزء 75، الجزء الفرعي G وأحكام خاصة بالمعدات مثل 30 CFR 18.35. تخضع مناجم المعادن واللافلزات لمسار تنظيمي مختلف، بما في ذلك 30 CFR الجزء 57، الجزء الفرعي K.
إذا كان الحصول على موافقة إدارة السلامة والصحة في المناجم (MSHA) أو أي موافقة أخرى مطلوبًا، فيُرجى طلب دليل على التصميم والعلامات المحددة المعروضة. لا يُعدّ كتيب العائلة أو شهادة كابل مماثل بمثابة موافقة على المنتج المقترح، كما أن الموافقة لا تُغني عن فحوصات الجهد والتيار والحركة والملحقات والتركيب.
8. إعداد جدول زمني لطلبات عروض الأسعار الخاصة بالكابلات والتحقق من صحة العرض
ضع دائرة واحدة على كل سطر من جدول الكابلات. قم بتضمين جهد الآلة والنظام والكابل، وتيار الحمل أو مساحة الموصل، وترتيب النواة، ووظائف الحماية والمراقبة، وطول المسار، وطول الكابل المطلوب، وحمل الحركة، وبيانات الانحناء أو البكرة، والبيئة، والوصلات، والمعيار الحاكم والوثائق المطلوبة.
- كهربائي: جهد التشغيل والجهد المقنن والتيار وحمل بدء التشغيل ومستوى العطل وإعدادات الحماية وحد انخفاض الجهد.
- ميكانيكي: مهام السحب أو اللف، وحدود الانحناء، وهندسة الأسطوانة، والشد، والسرعة، والالتواء، والموجهات والتقاطعات.
- بناء: الموصلات، والعزل، والشاشات، والوصلات الأرضية والتوجيهية، والتقوية، والغلاف، ووضع العلامات على الكابلات.
- بيئة: درجة الحرارة، الماء، الزيت، المواد الكيميائية، التآكل، الأشعة فوق البنفسجية، متطلبات اللهب وتصنيف المناجم.
- الواجهات: الوصلات، والغدد، والوصلات النهائية، والبكرة، وتخفيف الإجهاد، ورسومات التوافق.
- وثائق: المعيار والإصدار، ورقة البيانات، المقطع العرضي، الأبعاد والتفاوتات، خطة الاختبار، دليل الموافقة، جدول الأسطوانة والانحرافات.
قارن العروض وفقًا للجدول الزمني نفسه. اطلب من كل مورد توضيح الافتراضات والانحرافات بدلًا من إخفائها في وصف عام "مكافئ". يجب أن يتم التحقق من صحة التصميم النهائي من قبل المهندس المسؤول والشركة المصنعة وفقًا لدورة التشغيل الفعلية.
عند اكتمال الجدول الزمني،, أرسل بيانات تطبيق كابل التعدين لمراجعة العرض الفني.. يدعم مسار عرض الأسعار عملية الاختيار؛ فهو لا يحل محل الموافقة الهندسية أو مراجعة الامتثال للموقع.
أخطاء شائعة في اختيار كابلات التعدين
- بدءاً من اسم نوع مألوف: قد ينتمي الاسم إلى معيار آخر، أو لاحقة جهد كهربائي، أو وظيفة حركة.
- اعتبار المرونة بمثابة ملاءمة للسحب: يؤدي تكرار إيقاع الطبول إلى إضافة التوتر والطبقات والالتواءات وأسئلة الانحناء العكسي.
- اختيار مركب الغلاف بشكل منفرد: يعتمد أداء الخدمة على البنية الكاملة، والسماكة، والتقوية، والمعالجة، والتعرض للعوامل الجوية.
- التأريض والتحقق من الأرض: أحدهما يوفر مسارًا للتأريض؛ والآخر يدعم مراقبة الاستمرارية في الأنظمة القابلة للتطبيق.
- مع تجاهل الملحقات: يجب أن تعمل الكابلات والموصلات والوصلات والغدد والبكرة ونظام الحماية معًا.
- قبول ما يعادل ذلك دون توثيق: يتطلب الأمر ورقة بيانات مكتملة وجدول انحرافات مرتبط بمتطلبات المشروع المحددة.
لا يزال الفحص والإصلاح جزءًا من عملية الاختيار
لا يزال الكابل المناسب بحاجة إلى معالجة مضبوطة، وحماية للمسار، وفحص، واختبارات كهربائية، ومعايير استبدال موثقة. وتعتبر كل من هيئة السلامة في مكان العمل (WorkSafe) وإرشادات التعدين في كوينزلاند إدارة الكابلات ومعدات اللف جزءًا من النظام وليس قرار شراء لمرة واحدة.
هذه المقالة ليست إجراءً للإصلاح. يجب أن تخضع أعمال كابلات الجهد العالي، والاختبار، والوصل، والإصلاح لمتطلبات فصل الطاقة، والتأريض، والعزل، والعمل المؤهل المعمول بها. بالنسبة لتطبيقات الفحم المدفونة تحت الأرض في الولايات المتحدة،, 30 CFR 75.830 و 30 CFR 75.831 توفير أحكام خاصة بالتطبيقات لإصلاحات وأعمال كهربائية.
الأسئلة الشائعة حول اختيار كابلات التعدين
كيف أختار كابل التعدين المناسب؟
حدد الآلة ومسارها، وحمل الحركة، والجهد والحمل، ونظام الحماية، والإنشاء، والمخاطر الميكانيكية والبيئية، والمعايير المنظمة، والملحقات، والوثائق المطلوبة. ثم تحقق من صحة الإنشاء المقترح وفقًا لجدول الكابلات الكامل.
ما الفرق بين كابل السحب، وكابل اللف، وكابل التغذية؟
يتحرك الكابل المتدلي مع المعدات المتنقلة وقد يلامس الأرض أو يمر عبر جهاز مناولة. أما الكابل الملفوف فيُلف بشكل متكرر على بكرة ويجب أن يتوافق مع آلية البكرة. بينما يُستخدم كابل التغذية عادةً لتوزيع الطاقة دون نفس الحركة المستمرة.
هل يمكن استخدام كابل صناعي مرن في معدات التعدين المتنقلة؟
لا يُعتبر المنتج مناسبًا إلا بعد تأكيد المهندس المسؤول على أن متطلباته الكهربائية، وحركته، وميكانيكيته، وبيئته، وحمايته، وملحقاته، وموافقاته تتوافق مع التطبيق. ولا يُعدّ وجود موصل مرن أو غلاف مطاطي وحده دليلًا على ملاءمته.
هل يجعل قبول إدارة السلامة والصحة في المناجم (MSHA) الكابل مناسبًا لكل استخدام في المناجم؟
لا. يقتصر القبول على نطاق الموافقة المطبقة. يجب على المشروع التحقق من الجهد، وسعة التيار، والحركة، والبنية، وتوافق الحماية، والتركيب، والعلامات، وسجل الموافقة المقدم بدقة.
ما هي المعلومات المطلوبة للحصول على عرض سعر لكابلات التعدين؟
يرجى تقديم معلومات عن الآلة، والجهد، والتيار، أو مساحة الموصل، وترتيب القلب والغطاء، والحركة، والمسار، وطول الكابل، وبيانات الانحناء أو البكرة، والبيئة، والوصلات، والمعيار والإصدار، والاختبارات، ووثائق الموافقة، والكمية، وبلد التسليم.
المصادر والنطاق التحريري
هذا الدليل عبارة عن إطار عمل للاختيار، وليس موافقة على الكابلات أو شهادة مطابقة أو تصميم تركيب. الروابط التنظيمية توضح اختصاصاتها الخاصة. روابط المنتجات والفئات تعرض نماذج مرجعية؛ ولا تثبت ملاءمتها لمشروع معين.
مراجع ذات صلة بكابلات التعدين
استخدم سجلات المنتج هذه بالضبط فقط بعد تحديد المعدات والحركة والدائرة ونظام الحماية.